(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、その反対側の第２の面と、発光層と、を有する半導体層の前記第１の面上に、透明樹脂と、前記透明樹脂中に分散された蛍光体と、を有する蛍光体層を形成する工程と、
前記蛍光体層を切断し、前記第１の面に対向する面とは反対側の発光面と、前記発光面に接する側面を含む溝と、を形成する工程と、
前記発光層および前記蛍光体が放射する光を遮る遮光膜を前記側面に形成する工程と、
を備え、
前記蛍光体層は、前記発光面と前記側面との間の角度が９０度よりも大きくなるように切断される半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記発光層を含む領域と、前記発光層を含まない領域と、を前記半導体層に形成する工程と、
前記半導体層の前記発光層を含む領域における前記第２の面にｐ側電極を形成し、前記発光層を含まない領域における前記第２の面にｎ側電極を形成する工程と、
前記第ｐ側電極に通じる第１の開口と、前記ｎ側電極に通じる第２の開口とを有し、前記半導体層およびその周りを覆う第１の絶縁膜を前記第２の面側に形成する工程と、
前記第１の開口を通じて前記ｐ側電極と電気的に接続されるｐ側配線部と、前記第２の開口を通じて前記ｎ側電極と電気的に接続されるｎ側配線部と、を前記第１の絶縁膜上に形成する工程と、
をさらに備え、
前記蛍光体層は、前記第１の面およびその周りの前記第１の絶縁膜の上に形成され、
前記蛍光体層および前記第１の絶縁膜を切断する請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記遮光膜を形成する工程は、
前記発光面および前記側面に前記遮光膜を形成する工程と、
前記発光面に形成された前記遮光膜を除去して前記発光面を露出させる工程と、
を含む請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
第１の面と、その反対側の第２の面と、前記第１の面につながる第１の側面と、発光層と、を有する半導体層であって、前記発光層を含む領域と、前記発光層を含まない領域と、を有する半導体層と、
前記半導体層の前記発光層を含む領域における前記第２の面に設けられたｐ側電極と、
前記半導体層の前記発光層を含まない領域における前記第２の面に設けられたｎ側電極と、
前記第１の側面を覆う絶縁層と、
前記第１の面および前記絶縁層の上に設けられ、透明樹脂と、前記透明樹脂中に分散された蛍光体と、を有する蛍光体層であって、前記第１の面に対向する面とは反対側の発光面を含む蛍光体層と、
前記発光面につながる第２の側面であって、前記蛍光体層の表面および前記絶縁層の表面を含む第２の側面上に設けられ、前記発光層から放射される光を遮る遮光膜と、
を備え、
前記発光面と前記第２の側面との間の角度が９０度以上である半導体発光装置。
【請求項５】
前記第２の側面の下端は、前記第１の側面よりも外側に位置し、
前記遮光膜の下端部は、前記絶縁層を介して前記第１の側面の少なくとも一部を覆う請求項４記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子と、蛍光体と、を組み合わせ、白色光などの可視光やその他の波長帯の光を放射する半導体発光装置は、小型で扱い易い光源としてその用途が広がりつつある。そして、それぞれの用途に適合した配光特性を低コストで実現することが求められている。
【０００３】
例えば、半導体発光素子を収容するパッケージに、その放射光を反射する外囲器を設けることにより配光を制御することができる。しかしながら、外囲器を有する半導体発光装置の製造工程は複雑でありコストの低減が難しい。そこで、低コストで配光を制御することが可能な半導体発光装置およびその製造方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／１４８１９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、低コストで配光を制御することが可能な半導体発光装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る半導体発光装置の製造方法は、第１の面と、その反対側の第２の面と、発光層と、を有する半導体層の前記第１の面上に、透明樹脂と、前記透明樹脂中に分散された蛍光体と、を有する蛍光体層を形成する工程と、前記蛍光体層を切断し、前記第１の面に対向する面とは反対側の発光面と、前記発光面に接する側面を含む溝と、を形成する工程と、前記発光層および前記蛍光体が放射する光を遮る遮光膜を前記側面に形成する工程と、を備え、前記蛍光体層は、前記発光面と前記側面との間の角度が９０度よりも大きくなるように切断される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図。
【図２】第１実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を示す模式図。
【図３】図２に続く製造過程を示す模式図。
【図４】図３に続く製造過程を示す模式図。
【図５】図４に続く製造過程を示す模式図。
【図６】図５に続く製造過程を示す模式図。
【図７】図６に続く製造過程を示す模式図。
【図８】図７に続く製造過程を示す模式図。
【図９】図８に続く製造過程を示す模式図。
【図１０】図９に続く製造過程を示す模式図。
【図１１】図１０に続く製造過程を示す模式図。
【図１２】図１１に続く製造過程を示す模式図。
【図１３】図１２に続く製造過程を示す模式図。
【図１４】図１３に続く製造過程を示す模式図。
【図１５】図１４に続く製造過程を示す模式図。
【図１６】第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置の模式断面図。
【図１７】第１実施形態の別の変形例に係る半導体発光装置の模式断面図。
【図１８】第１実施形態の他の変形例に係る半導体発光装置の模式断面図。
【図１９】第２実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図。
【図２０】図１９に示す半導体発光装置が実装基板に実装された状態の模式断面図。
【図２１】第３実施形態に係る半導体発光装置の模式断面図。
【図２２】第３実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を示す模式図。
【図２３】図２２に続く製造過程を示す模式図。
【図２４】図２３に続く製造過程を示す模式図。
【図２５】図２４に続く製造過程を示す模式図。
【図２６】図２５に続く製造過程を示す模式図。
【図２７】図２６に続く製造過程を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体発光装置１００の模式断面図である。半導体発光装置１００は、発光層１３を含む半導体層１５と、蛍光体層３０と、を備える。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面１５ｂ（図２（ａ）参照）を有する。蛍光体層３０は、第１の面１５ａの上に設けられ、透明樹脂３１と、透明樹脂中に分散された蛍光体３２と、を含む。
【００１０】
図１に示すように、蛍光体層３０は、第１の面１５ａに対向する発光面３０ｂと、発光面３０ｂに接する側面３０ａと、を有する。そして、蛍光体層３０の側面３０ａの上に、発光層１３から放射される光、および、蛍光体３２から放射される光を遮る遮光膜３５を設けることにより配光を制御する。以下、図１を参照して、発光装置１００の構造を詳細に説明する。
【００１１】
半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面を有し、第２の面側に電極および配線部が設けられる。そして、電極及び配線部の設けられていない第１の面１５ａから主として光を外部に出射する。
【００１２】
半導体層１５は、第１の半導体層１１と第２の半導体層１２とを有する。第１の半導体層１１及び第２の半導体層１２は、例えば窒化ガリウムを含む。第１の半導体層１１は、例えば、下地バッファ層、ｎ型ＧａＮ層などを含む。第２の半導体層１２は、ｐ型ＧａＮ層、発光層（活性層）１３などを含む。発光層１３は、青、紫、青紫、紫外光などを発光する材料を用いることができる。半導体層１５は、発光層１３を含む領域と、発光層１３を含まない領域と、を有する。
【００１３】
半導体層１５の第２の面は凹凸形状に加工されている。第１の領域である凸部は、発光層１３を含む。その凸部の表面である第２の半導体層１２の表面には、ｐ側電極１６が設けられる。すなわち、ｐ側電極１６は、発光層１３を含む第１の領域における第２の面に設けられる。
【００１４】
半導体層１５の第２の面において凸部の横には、発光層１３を含まない第２の領域が設けられている。その領域の第１の半導体層１１の表面に、ｎ側電極１７が設けられる。すなわち、ｎ側電極１７は、発光層１３を含まない第２の領域における第２の面に設けられる。
【００１５】
図４（ｂ）に示すように、半導体層１５の第２の面において、発光層１３を含む第２の半導体層１２の面積は、発光層１３を含まない第１の半導体層１１の面積よりも広い。
【００１６】
また、図５（ｂ）に示すように、半導体層１５において、発光層１３を含む領域に設けられたｐ側電極１６の方が、発光層１３を含まない領域に設けられたｎ側電極１７よりも面積が広い。これにより、広い発光領域が得られる。なお、図５（ｂ）に示すｐ側電極１６及びｎ側電極１７のレイアウトは一例であって、これに限らない。
【００１７】
半導体層１５の第２の面側には、第１の絶縁膜（以下、単に絶縁膜と言う）１８が設けられている。絶縁膜１８は、半導体層１５、ｐ側電極１６及びｎ側電極１７を覆っている。また、絶縁膜１８は、発光層１３及び第２の半導体層１２の側面を覆い保護する。
【００１８】
なお、絶縁膜１８と半導体層１５との間に別の絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）が設けられることもある。絶縁膜１８は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁膜１８としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いてもよい。
【００１９】
絶縁膜１８は、半導体層１５の第１の面１５ａ上には設けられていない。絶縁膜１８は、半導体層１５における第１の面１５ａから続く側面１５ｃを覆い保護する。
【００２０】
絶縁膜１８における、半導体層１５の第２の面とは反対側の面上に、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに離間して設けられる。
【００２１】
ｐ側配線層２１は、ｐ側電極１６に達して絶縁膜１８に形成された複数の第１の開口１８ａ内にも設けられ、ｐ側電極１６と電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、ｎ側電極１７に達して絶縁膜１８に形成された第２の開口１８ｂ内にも設けられ、ｎ側電極１７と電気的に接続される。
【００２２】
ｐ側配線層２１のｐ側電極１６とは反対側に位置する面には、ｐ側金属ピラー２３が設けられる。ｐ側配線層２１、ｐ側金属ピラー２３、および後述するシード層として使われる金属膜１９は、本実施形態におけるｐ側配線部を構成する。
【００２３】
ｎ側配線層２２のｎ側電極１７とは反対側に位置する面には、ｎ側金属ピラー２４が設けられる。ｎ側配線層２２、ｎ側金属ピラー２４、および後述するシード層として使われる金属膜１９は、本実施形態におけるｎ側配線部を構成する。
【００２４】
絶縁膜１８には、第２の絶縁膜として例えば樹脂層２５が積層されている。樹脂層２５は、ｐ側配線部の周囲及びｎ側配線部の周囲を覆っている。また、樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に充填される。
【００２５】
ｐ側金属ピラー２３の側面およびｎ側金属ピラー２４の側面は、樹脂層２５で覆われる。ｐ側金属ピラー２３のｐ側配線層２１とは反対側に位置する面は、樹脂層２５から露出し、ｐ側外部端子２３ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２４のｎ側配線層２２とは反対側に位置する面は、樹脂層２５から露出し、ｎ側外部端子２４ａとして機能する。
【００２６】
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａは、実装基板に形成されたパッドに、はんだ、その他の金属、導電性材料等の接合材を介して接合される。
【００２７】
樹脂層２５における同じ面（図１における下面）に露出するｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の距離は、絶縁膜１８上でのｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の距離よりも大きい。ｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとは、実装基板への実装時にはんだ等によって相互に短絡しない距離を隔てて設けられる。
【００２８】
ｐ側配線層２１は、プロセス上の限界まで、ｎ側配線層２２に近づけることができ、ｐ側配線層２１の面積を広くできる。この結果、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６との接触面積の拡大を図れ、電流分布及び放熱性を向上できる。
【００２９】
複数の第１の開口１８ａを通じてｐ側配線層２１がｐ側電極１６と接する面積は、第２の開口１８ｂを通じてｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも大きい。よって、発光層１３への電流分布が向上し、且つ発光層１３の熱の放熱性が向上する。
【００３０】
絶縁膜１８上に広がるｎ側配線層２２の面積は、ｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも大きい。
【００３１】
実施形態によれば、ｎ側電極１７よりも広い領域にわたって形成された発光層１３によって高い光出力を得ることができる。一方、発光層１３を含む領域よりも狭い領域に設けられたｎ側電極１７は、より面積の大きなｎ側配線層２２として実装面側に引き出される。
【００３２】
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７、金属膜１９およびｎ側配線層２２を介して、ｎ側外部端子２４ａを有するｎ側金属ピラー２４と電気的に接続される。発光層１３を含む第２の半導体層１２は、ｐ側電極１６、金属膜１９およびｐ側配線層２１を介して、ｐ側外部端子２３ａを有するｐ側金属ピラー２３と電気的に接続される。
【００３３】
ｐ側金属ピラー２３はｐ側配線層２１よりも厚く、ｎ側金属ピラー２４はｎ側配線層２２よりも厚い。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５のそれぞれの厚さは、半導体層１５よりも厚い。なお、ここでの「厚さ」は、図１において上下方向の厚さを表す。
【００３４】
また、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの厚さは、半導体層１５、ｐ側電極１６、ｎ側電極１７および絶縁膜１８を含む積層体の厚さよりも厚い。なお、各金属ピラー２３、２４のアスペクト比（平面サイズに対する厚みの比）は１以上であることに限らず、その比は１よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズよりも薄くてもよい。
【００３５】
実施形態によれば、半導体層１５を形成するために使用した後述する基板１０が除去されても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５によって、半導体層１５を安定して支持し、半導体発光装置１００の機械的強度を高めることができる。
【００３６】
ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の材料として、銅、金、ニッケル、銀などを用いることができる。これらのうち、銅を用いると、良好な熱伝導性、高いマイグレーション耐性および絶縁材料との優れた密着性が得られる。
【００３７】
樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を補強する。樹脂層２５は、熱膨張率が実装基板と同じ、もしくは、近いものを用いるのが望ましい。そのような樹脂層２５として、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを一例として挙げることができる。
【００３８】
また、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａを介して、半導体発光装置１００を実装基板に実装した状態において、はんだ等を介して半導体層１５に加わる応力を、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４が吸収し緩和する。
【００３９】
ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部は、複数の第１の開口１８ａ内に設けられ相互に分断された複数のビア２１ａを介して、ｐ側電極１６に接続される。このため、ｐ側配線部による高い応力緩和効果が得られる。
【００４０】
あるいは、図１６の変形例に示すように、１つの大きな第１の開口１８ａ内に設けられ、ビア２１ａよりも平面サイズの大きなポスト２１ｃを介して、ｐ側配線層２１をｐ側電極１６に接続させても良い。これにより、いずれも金属であるｐ側電極１６、ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を介して、発光層１３の放熱性の向上を図ることができる。
【００４１】
後述するように、半導体層１５を形成するときに使った基板１０は、第１の面１５ａ上から除去する。これにより、半導体発光装置１００を低背化することができる。
【００４２】
半導体層１５の第１の面１５ａには、微小な凹凸を形成する。第１の面１５ａに対して、例えばアルカリ系溶液を使ったウェットエッチング（フロスト処理）を行い、凹凸を形成する。発光層１３の発光光の主たる取り出し面である第１の面１５ａに凹凸を設けることで、様々な角度で第１の面１５ａに入射する光を全反射させることなく第１の面１５ａの外側に取り出すことが可能となる。
【００４３】
第１の面１５ａ上には、蛍光体層３０が設けられる。蛍光体層３０は、透明樹脂３１と、透明樹脂３１中に分散された蛍光体３２と、を含む。透明樹脂３１は、発光層１３の発光及び蛍光体３２の発光に対する透過性を有し、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。蛍光体３２は、発光層１３の発光（励起光）を吸収し、波長変換光を放射する。そして、半導体発光装置１００は、発光層１３の発光、および、蛍光体３２の波長変換光の混合光を出射する。
【００４４】
蛍光体３２が黄色光を放射する黄色蛍光体とすると、ＧａＮ系材料である発光層１３の青色光と、蛍光体３２における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層３０は、複数種の蛍光体（例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体）を含む構成であってもよい。
【００４５】
さらに、蛍光体層３０は、半導体層１５の第１の面１５ａに対向する発光面３０ｂを有する。そして、発光面３０ｂに接する側面３５ａに遮光膜３５が設けられる。遮光膜３５は、例えば、発光層１３の放射光、および、蛍光体３２の放射光を反射する金属膜である。これにより、蛍光体層３０の側面３０ａからの出射光が遮蔽され、発光層１３の放射光、および、蛍光体３２の放射光は、発光面３０ｂから上方へ出射される。さらに、遮光膜３５の上に、銀の硫化やアルミニウムの酸化を防止する金属保護膜（バリアメタル）を設けても良い。
【００４６】
例えば、蛍光体層３０において、発光層１３から放射され側面３０ａの方向に伝播する光の光路長は、上方の発光面の方向に伝播する光の光路長とは異なる。このため、側面３０ａの方向に伝播する光により励起される蛍光体の数は、発光面３０ｂの方向に伝播する光より励起される蛍光体の数とは異なる。これにより、側面３０ａから出射する光は、発光面３０ｂから放射される光とは異なる色度の光となる。すなわち、発光面３０ｂから出射される光と、側面３０ａから出射される光の色度が異なる、所謂、色割れが生じ易い。
【００４７】
上記の通り、本実施形態では、側面３０ａから出射する光を遮蔽することにより、色割れを抑制し、発光面３０ｂから出射光が支配的となる配光を実現することができる。
【００４８】
また、蛍光体層３０は、第１の面１５ａに対向する発光面３０ｂと、発光面３０ｂに接する側面３０ａと、の間の角度θが９０度以上となるように設けられる。これにより、遮光膜３５の形成が容易となり、製造コストを低減することができる。
【００４９】
次に、図２（ａ）〜図１５（ｂ）を参照して、実施形態の半導体発光装置１００の製造方法について説明する。図２（ａ）〜図１５（ｂ）は、ウェーハ状態における一部の領域を表す。
【００５０】
図２（ａ）は、基板１０の主面（図２（ａ）における下面）に、第１の半導体層１１及び第２の半導体層１２を形成した積層体を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）における下面図に対応する。
【００５１】
基板１０の主面上に第１の半導体層１１が形成され、その上に発光層１３を含む第２の半導体層１２を形成する。窒化ガリウムを含む第１の半導体層１１及び第２の半導体層１２は、例えばサファイア基板上にＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法で結晶成長させることができる。あるいは、基板１０としてシリコン基板を用いることもできる。
【００５２】
第１の半導体層１１における基板１０に接する面が、半導体層１５の第１の面１５ａであり、第２の半導体層１２の表面が半導体層１５の第２の面１５ｂである。
【００５３】
次に、図３（ａ）及びその下面図である図３（ｂ）に示すように、図示しないレジストマスクを用いた、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法により、半導体層１５を貫通して基板１０に達する溝８０を形成する。溝８０は、ウェーハ状態の基板１０上で例えば格子状に形成され、半導体層１５を基板１０上で複数のチップに分離する。
【００５４】
なお、半導体層１５を複数に分離する工程は、後述する第２の半導体層１２の選択的除去後、あるいは電極の形成後に行ってもよい。
【００５５】
次に、図４（ａ）及びその下面図である図４（ｂ）に示すように、図示しないレジストマスクを用いた、例えば、ＲＩＥ法により、第２の半導体層１２の一部を除去し、第１の半導体層１１の一部を露出させる。第１の半導体層１１が露出された領域は、発光層１３を含まない。
【００５６】
次に、図５（ａ）及びその下面図である図５（ｂ）に示すように、半導体層１５の第２の面にｐ側電極１６とｎ側電極１７とを形成する。ｐ側電極１６は、第２の半導体層１２の表面に形成する。ｎ側電極１７は、第１の半導体層１１の露出面に形成する。
【００５７】
ｐ側電極１６及びｎ側電極１７は、例えば、スパッタ法、蒸着法等で形成する。ｐ側電極１６とｎ側電極１７とは、どちらを先に形成してもよいし、同じ材料で同時に形成してもよい。
【００５８】
ｐ側電極１６は、発光層１３の発光に対して反射性を有する、例えば、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を含む。また、ｐ側電極１６の硫化、酸化防止のため、金属保護膜（バリアメタル）を含む構成であってもよい。
【００５９】
また、ｐ側電極１６とｎ側電極１７との間、および、発光層１３の端面（側面）にパッシベーション膜として、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜をＣＶＤ（chemical vapor deposition）法で形成してもよい。また、各電極と半導体層とのオーミックコンタクトをとるための熱処理などは必要に応じて実施する。
【００６０】
次に、基板１０の主面上の露出している部分すべてを図６（ａ）に示す絶縁膜１８で覆った後、例えばウェットエッチングにより絶縁膜１８をパターニングする。続いて、絶縁膜１８に選択的に第１の開口１８ａと第２の開口１８ｂを形成する。第１の開口１８ａは複数形成され、各々の第１の開口１８ａはｐ側電極１６に達する。第２の開口１８ｂはｎ側電極１７に達する。
【００６１】
絶縁膜１８としては、例えば、感光性ポリイミド、ベンゾシクロブテン（Benzocyclobutene）などの有機材料を用いることができる。この場合、レジストを使わずに、絶縁膜１８に対して直接露光及び現像が可能である。
【００６２】
あるいは、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜などの無機膜を絶縁膜１８として使用してもよい。絶縁膜１８が無機膜の場合、絶縁膜１８上に形成したレジストをパターニングし、レジストマスクを用いた選択エッチングにより第１の開口１８ａ及び第２の開口１８ｂを形成する。
【００６３】
次に、絶縁膜１８の表面、第１の開口１８ａの内壁（側壁及び底部）、および第２の開口１８ｂの内壁（側壁及び底部）に、図６（ｂ）に示すように、金属膜１９を形成する。金属膜１９は、後述するメッキ工程においてシードメタルとして使われる。
【００６４】
金属膜１９は、例えばスパッタ法で形成する。金属膜１９は、例えば、絶縁膜１８側から順に積層されたチタン（Ｔｉ）と銅（Ｃｕ）との積層膜を含む。あるいは、チタン膜の代わりにアルミニウム膜を使っても良い。
【００６５】
次に、図６（ｃ）に示すように、金属膜１９上に選択的にレジスト９１を形成し、金属膜１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。
【００６６】
これにより、図７（ａ）及びその下面図である図７（ｂ）に示すように、金属膜１９上に、選択的にｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とを形成する。ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２はメッキ法により同時に形成され、例えば、銅材料からなる。
【００６７】
ｐ側配線層２１は、第１の開口１８ａ内にも形成され、金属膜１９を介してｐ側電極１６に電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、第２の開口１８ｂ内にも形成され、金属膜１９を介してｎ側電極１７に電気的に接続される。
【００６８】
ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２のメッキに使ったレジスト９１は、溶剤もしくは酸素プラズマを使って除去する。
【００６９】
次に、図８（ａ）及びその下面図である図８（ｂ）に示すように、金属ピラー形成用のレジスト９２を形成する。レジスト９２は、前述のレジスト９１よりも厚い。なお、前の工程でレジスト９１は除去せずに残し、そのレジスト９１にレジスト９２を重ねて形成してもよい。レジスト９２には、第１の開口９２ａと第２の開口９２ｂを形成する。
【００７０】
そして、レジスト９２をマスクに用いて、金属膜１９を電流経路としたＣｕ電解メッキを行う。これにより、図９（ａ）及びその下面図である図９（ｂ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４とを形成する。
【００７１】
ｐ側金属ピラー２３は、レジスト９２に形成した第１の開口９２ａ内であって、ｐ側配線層２１の表面上に形成する。ｎ側金属ピラー２４は、レジスト９２に形成した第２の開口９２ｂ内であって、ｎ側配線層２２の表面上に形成する。ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４は、メッキ法により同時に形成され、例えば、銅材料からなる。
【００７２】
レジスト９２は、図１０（ａ）に示すように、例えば溶剤もしくは酸素プラズマを用いて除去する。この後、金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４、ｐ側配線層２１およびｎ側配線層２２をマスクにして、金属膜１９の露出している部分をウェットエッチングにより除去する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の金属膜１９を介した電気的接続を分断する。
【００７３】
次に、図１１（ａ）に示すように、絶縁膜１８に対して樹脂層２５を積層する。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を覆う。
【００７４】
樹脂層２５は、絶縁性を有する。また、樹脂層２５に、例えばカーボンブラックを含有させて、発光層１３の発光に対して遮光性を与えてもよい。
【００７５】
次に、図１１（ｂ）に示すように、基板１０を除去する。基板１０がサファイア基板の場合、例えば、レーザーリフトオフ法によって基板１０を除去することができる。具体的には、基板１０の裏面側から第１の半導体層１１に向けてレーザ光を照射する。レーザ光は、基板１０を透過し、第１の半導体層１１に吸収される波長領域の光である。
【００７６】
基板１０と第１の半導体層１１との界面にレーザ光が到達すると、その界面付近の第１の半導体層１１はレーザ光を吸収して分解する。第１の半導体層１１はガリウム（Ｇａ）と窒素ガスとに分解する。この分解反応により、基板１０と第１の半導体層１１との間に微小な隙間が形成される。そして、レーザ光の照射を、設定された領域ごとに複数回に分けてウェーハ全体にわたって行い、基板１０を第１の半導体層１１から分離する。
【００７７】
また、基板１０がシリコン基板の場合には、エッチングにより半導体層１１から除去することができる。
【００７８】
基板１０の主面上に形成した積層体は、半導体層１５よりも厚いｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５によって補強されているため、基板１０がなくなっても、ウェーハ状態を保つことが可能である。
【００７９】
また、樹脂層２５も、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を構成する金属も、半導体層１５に比べて柔軟な材料である。そのような柔軟な支持体に半導体層１５は支持されている。そのため、基板１０上に半導体層１５をエピタキシャル成長させる際に生じた大きな内部応力が、基板１０の剥離時に一気に開放されても、半導体層１５が破壊されるのを回避できる。
【００８０】
次に、基板１０が除去された半導体層１５の第１の面１５ａを洗浄する。例えば、希フッ酸等で、第１の面１５ａに付着したガリウム（Ｇａ）を除去する。
【００８１】
その後、例えば、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等で、第１の面１５ａをウェットエッチングする。このエッチングでは、結晶面方位に依存したエッチング速度の違いが生じる。これにより、図１２（ａ）に示すように、第１の面１５ａに凹凸を形成することができる。あるいは、レジストでパターニングした後にエッチングを行って、第１の面１５ａに凹凸を形成してもよい。第１の面１５ａに凹凸を形成することにより、光取り出し効率を向上できる。
【００８２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、第１の面１５ａ上に蛍光体層３０を形成する。蛍光体層３０は、隣り合う半導体層１５間の絶縁膜１８上にも形成する。具体的には、蛍光体３２が分散された液状の透明樹脂３１を、例えば、印刷、ポッティング、モールド、圧縮成形などの方法によって第１の面１５ａ上に供給した後、熱硬化させる。
【００８３】
次に、図１３に示すように、蛍光体層３０を切断し、側面３０ａを含む溝３７を形成する。溝３７は、例えば、格子状に形成され、前述した溝８０の中央に、その底部３７ａが位置するように形成する。また、溝３７は、例えば、Ｖ溝であり、刃先がテーパ状に加工されたダイシングブレードを用いて蛍光体層３０を切断することにより形成することができる。そして、溝３７の底部３７ａは、蛍光体層３０と、絶縁層１８と、の間の界面近傍に位置する深さに形成することが好ましい。また、Ｖ溝を有する蛍光体層３０は、金型を用いた成形、または、インプリント等の方法を用いて形成しても良い。
【００８４】
また、溝３７を深く形成し、蛍光体３０および絶縁層１８の両方を切断しても良い。この場合、図１６の変形例に示すように、蛍光体層３０の切断面である溝３７の側面３７ｂは、蛍光体層３０の側面３０ａおよび絶縁層１８の一部を含む。そして、溝３７は、側面３７ｂが第１の半導体層１１に達しない深さに設けることが望ましい。これにより、遮光膜３５と、第１の半導体層１１と、の間の電気的な短絡を避けることができる。
【００８５】
次に、図１４（ａ）に示すように、蛍光体層３０の上面および側面３０ａの上に遮光膜３５を形成する。遮光膜３５は、例えば、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を含む金属膜であり、真空蒸着法またはスパッタ法を用いて形成することができる。
【００８６】
続いて、図１４（ｂ）に示すように、蛍光体層３０の上面に形成された遮光膜３５を除去し、発光面３０ｂを露出させる。遮光膜３５は、例えば、研削または研磨により除去することができる。
【００８７】
このように、発光面３０ｂに対して９０度以上の角度を有する側面３０ａに遮光膜３５を形成することは容易であり、簡便な製造工程により、色割れを抑制し配光を制御することができる。
【００８８】
続いて、樹脂層２５の表面（図１２（ｂ）における下面）を研削し、図１５（ａ）及びその下面図である図１５（ｂ）に示すように、ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａを露出させる。
【００８９】
その後、溝３７の底部３７ａに沿って、絶縁膜１８および樹脂層２５を切断し、複数の半導体発光装置１００に個片化する。例えば、ダイシングブレードを用いて切断する。あるいは、レーザ照射により切断してもよい。
【００９０】
ダイシング時、基板１０はすでに除去されている。さらに、溝８０には、半導体層１５は存在しないため、ダイシング時に半導体層１５が受けるダメージを回避することができる。また、個片化後の追加工程なしで、半導体層１５の端部（側面）が絶縁膜１８で覆われて保護された構造が得られる。
【００９１】
実施形態は、上記の例に限られる訳ではなく、他の方法を用いても良い。例えば、金型を用いて発光面３０ｂおよび側面３０ａを有する蛍光体層３０を成形しても良い。また、遮光膜３５は、メタルマスク等を用いて選択的に形成することもできる。さらに、遮光膜３５として、例えば、酸化チタンなどの反射材を含む樹脂膜を用いても良い。
【００９２】
なお、個片化された半導体発光装置１００は、ひとつの半導体層１５を含むシングルチップ構造でも、複数の半導体層１５を含むマルチチップ構造であってもよい。
【００９３】
また、ダイシングする前までの各工程は、ウェーハ状態で一括して行われるため、個片化された個々のデバイスごとに、配線及びパッケージングを行う必要がなく、大幅な生産コストの低減が可能になる。すなわち、個片化された状態で、すでに配線及びパッケージングが済んでいる。このため、生産性を高めることができ、その結果として価格低減が容易となる。
【００９４】
図１７は、第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置２００を表す模式断面図である。半導体発光装置２００では、ｐ側電極１６の表面及び側面に、ｐ側電極１６を覆うｐ側パッド５１が設けられている。ｐ側電極１６は、半導体層１５に含まれるガリウム（Ｇａ）と合金を形成可能な、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）およびロジウム（Ｒｈ）のうちの少なくとも１つを含む。ｐ側パッド５１は、ｐ側電極１６よりも発光層１３の発光光に対する反射率が高く、主成分として例えば銀（Ａｇ）を含む。
【００９５】
また、ｎ側電極１７の表面及び側面に、ｎ側電極１７を覆うｎ側パッド５２が設けられている。ｎ側電極１７は、半導体層１５に含まれるガリウム（Ｇａ）と合金を形成可能な、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）およびロジウム（Ｒｈ）のうちの少なくとも１つを含む。ｎ側パッド５２は、ｎ側電極１７よりも発光層１３の発光に対する反射率が高く、主成分として例えば銀（Ａｇ）を含む。
【００９６】
半導体層１５の第２の面におけるｐ側電極１６の周囲およびｎ側電極１７の周囲には、例えば、シリコン酸膜、シリコン窒化膜などの絶縁膜５３が設けられている。絶縁膜５３は、ｐ側電極１６とｎ側電極１７との間、およびｐ側パッド５１とｎ側パッド５２との間に設けられ、それぞれを相互に絶縁する。
【００９７】
絶縁膜５３上、ｐ側パッド５１上およびｎ側パッド５２上には、絶縁膜１８に代えて、例えば、シリコン酸膜、シリコン窒化膜などの絶縁膜５４が設けられている。また、絶縁膜５４は、半導体層１５の側面１５ｃにも設けられ、側面１５ｃを覆う。
【００９８】
絶縁膜５４上には、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２が設けられている。ｐ側配線層２１は、絶縁膜５４に形成された第１の開口５４ａを通じてｐ側パッド５１に接続されている。ｎ側配線層２２は、絶縁膜５４に形成された第２の開口５４ｂを通じてｎ側パッド５２に接続されている。
【００９９】
ｐ側配線層２１は、複数のビア２１ａを介してｐ側パッド５１に接続されてもよいし、あるいは、ビア２１ａよりも平面サイズの大きな１つのポストを介してｐ側パッド５１に接続されてもよい。
【０１００】
ｐ側配線層２１上には、ｐ側配線層２１よりも厚いｐ側金属ピラー２３が設けられている。ｎ側配線層２２上には、ｎ側配線層２２よりも厚いｎ側金属ピラー２４が設けられている。
【０１０１】
絶縁膜５４に対して樹脂層２５が積層されている。樹脂層２５は、ｐ側配線層２１及びｐ側金属ピラー２３を含むｐ側配線部と、ｎ側配線層２２及びｎ側金属ピラー２４を含むｎ側配線部を覆っている。また、ｐ側金属ピラー２３のｐ側配線層２１とは反対側に位置する面（図において下面）は樹脂層２５から露出され、ｐ側外部端子２３ａとして機能する。同様に、ｎ側金属ピラー２４のｎ側配線層２２とは反対側に位置する面（図において下面）は樹脂層２５から露出され、ｎ側外部端子２４ａとして機能する。
【０１０２】
あるいは、後述するように、ｐ側金属ピラー２３の側面と、ｎ側金属ピラー２４の側面を露出させて、サイドビュータイプの半導体発光装置とすることもできる。
【０１０３】
樹脂層２５は、基板１０上で半導体層１５を複数に分離する前述した溝８０内に、絶縁膜５４を介して充填される。したがって、半導体層１５の側面１５ｃは、無機膜である絶縁膜５４と、樹脂層２５とで覆われて保護される。
【０１０４】
第１の面１５ａの上には、発光面３０ｂと、それに接する側面３０ａと、を有する蛍光体層３０を設ける。そして、側面３０ａの上に遮光膜３５を設け、側面３０ａからの出射光を遮蔽する。これにより、出射光の色割れを抑制し、発光面３０ｂから光が出射されるように配光を制御することができる。
【０１０５】
さらに、図１８に示すように、蛍光体層３０を深く切断し、樹脂層２５に至る溝３７（図１３参照）の側面３７ｂを形成しても良い。すなわち、蛍光体層３０、絶縁膜５４および樹脂層２５を切断した深い溝３７を形成し、その側面に遮光膜３５を形成する。これにより、蛍光体層３０の側面３０ａからの出射光、および、絶縁膜５４の端面からの漏れ光を遮蔽することができる。
【０１０６】
本実施形態のさらなる変形例として、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４を設けずに、ｐ側配線層２１及びｎ側配線層２２を実装基板のパッドに対して接合させてもよい。また、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とは別体であることに限らず、ｐ側配線層２１とｐ側金属ピラー２３とを同じ工程で一体に形成することによりｐ側配線部を設けても良い。同様に、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とは別体であることに限らず、ｎ側配線層２２とｎ側金属ピラー２４とを同じ工程で形成し、ｎ側配線部を一体に設けても良い。
【０１０７】
（第２実施形態）
図１９（ａ）は、第１実施形態の変形例の半導体発光装置３００の模式斜視図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１９（ｃ）は、図１９（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。また、図２０は、半導体発光装置３００を実装基板３１０上に実装した構成を有する発光モジュールの模式断面図である。
【０１０８】
図１９（ａ）及び（ｃ）に示すように、ｐ側金属ピラー２３の一部の側面は、半導体層１５の第１の面１５ａ及び第２の面と異なる面方位の第３の面２５ｂで、樹脂層２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板に実装するためのｐ側外部端子２３ｂとして機能する。
【０１０９】
第３の面２５ｂは、半導体層１５の第１の面１５ａ及び第２の面に対して略垂直な面である。樹脂層２５は、例えば矩形状の４つの側面を有し、そのうちのひとつの側面が第３の面２５ｂとなっている。
【０１１０】
その同じ第３の面２５ｂで、ｎ側金属ピラー２４の一部の側面が樹脂層２５から露出している。その露出面は、外部の実装基板に実装するためのｎ側外部端子２４ｂとして機能する。
【０１１１】
また、図１９（ａ）に示すように、ｐ側配線層２１の一部の側面２１ｂも、第３の面２５ｂで樹脂層２５から露出し、ｐ側外部端子として機能する。同様に、ｎ側配線層２２の一部の側面２２ｂも、第３の面２５ｂで樹脂層２５から露出し、ｎ側外部端子として機能する。
【０１１２】
ｐ側金属ピラー２３において、第３の面２５ｂで露出しているｐ側外部端子２３ｂ以外の部分は、樹脂層２５で覆われている。また、ｎ側金属ピラー２４において、第３の面２５ｂで露出しているｎ側外部端子２４ｂ以外の部分は、樹脂層２５で覆われている。
【０１１３】
また、ｐ側配線層２１において、第３の面２５ｂで露出している側面２１ｂ以外の部分は、樹脂層２５で覆われている。さらに、ｎ側配線層２２において、第３の面２５ｂで露出している側面２２ｂ以外の部分は、樹脂層２５で覆われている。
【０１１４】
一方、第１の面１５ａと、蛍光体層３０と、の間にはレンズ３６が設けられている。レンズ３６は、発光層１３の発光を集光し配光を向上させる。また、レンズ３６を設けない構成も可能である。また、蛍光体層３０は、第１の面１５ａに対向する発光面３０ｂと、発光面３０ｂに接する側面３０ａと、を有し、側面３０ａに遮光膜３５が設けられている。
【０１１５】
この半導体発光装置３００は、図２０に示すように、第３の面２５ｂを実装基板３１０の実装面３０１に向けた姿勢で実装される。第３の面２５ｂで露出しているｐ側外部端子２３ｂ及びｎ側外部端子２４ｂは、それぞれ、実装面３０１に形成されたパッド３０２に対してはんだ３０３を介して接合されている。実装基板３１０の実装面３０１には配線パターンも形成されており、パッド３０２はその配線パターンと接続されている。
【０１１６】
第３の面２５ｂは、光の主な出射面である第１の面１５ａに対して略垂直である。したがって、第３の面２５ｂを下方の実装面３０１側に向けた姿勢で、第１の面１５ａは実装面３０１の上方ではなく、横方向を向く。すなわち、半導体発光装置３００は、実装面３０１を水平面とした場合に横方向に光が放出される、いわゆるサイドビュータイプの半導体発光装置である。
【０１１７】
このようなサイドビュータイプの半導体発光装置３００では、第１の面１５ａに対向する発光面３０ｂから光を出射させることが望ましい。本実施形態では、蛍光体層３０の側面３０ａに遮光膜３５を設けることにより、発光面３０ｂから出射する光が支配的となる配光を実現することができる。
【０１１８】
（第３実施形態）
図２１は、第３実施形態の半導体発光装置４００の模式断面図である。半導体発光装置４００は、半導体層１５と、蛍光体層３０と、を備える。半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面１５ｂ（図２２（ｃ）参照）を有し、発光層１３を含む。蛍光体層３０は、第１の面１５ａの上に設けられ、透明樹脂３１と、透明樹脂中に分散された蛍光体３２と、を含む。
【０１１９】
半導体層１５は、第１の面１５ａと、その反対側の第２の面を有し、第２の面側に電極および配線部が設けられる。そして、電極及び配線部の設けられていない第１の面１５ａから主として光を外部に出射する。
【０１２０】
半導体層１５は、第１の半導体層１１と第２の半導体層１２とを有する。第１の半導体層１１及び第２の半導体層１２は、例えば、窒化ガリウムを含む。第１の半導体層１１は、例えば、下地バッファ層、ｎ型ＧａＮ層などを含む。第２の半導体層１２は、ｐ型ＧａＮ層、発光層（活性層）１３などを含む。発光層１３は、青、紫、青紫、紫外光などを発光する材料を用いることができる。半導体層１５は、発光層１３を含む領域と、発光層１３を含まない領域と、を有する。
【０１２１】
半導体層１５の第２の面は凹凸形状に加工される。第１の領域である凸部は、発光層１３を含む。その凸部の表面である第２の半導体層１２の表面には、ｐ側電極１６が設けられる。すなわち、ｐ側電極１６は、発光層１３を含む第１の領域における第２の面に設けられる。
【０１２２】
半導体層１５の第２の面において、発光層１３を含まない第２の領域が凸部に並設される。その領域の第１の半導体層１１の表面に、ｎ側電極１７が設けられる。すなわち、ｎ側電極１７は、発光層１３を含まない第２の領域における第２の面に設けられる。さらに、ｐ側電極１５の表面に、ｐ側電極１６を覆うｐ側パッド５１が設けられ、ｎ側電極１７の表面に、ｎ側電極１７を覆うｎ側パッド５２が設けられる。
【０１２３】
半導体層１５の側面１５ｃおよびその凸部の側面には絶縁膜５４は設けられ、発光層１３および半導体層１２の側面を保護する。
【０１２４】
半導体層１５の第２の面において、発光層１３を含む第２の半導体層１２の面積は、発光層１３を含まない第１の半導体層１１の面積よりも広い。また、発光層１３を含む領域に設けられたｐ側電極１６の方が、発光層１３を含まない領域に設けられたｎ側電極１７よりも面積が広い。これにより、広い発光領域が得られる。
【０１２５】
半導体層１５の第２の面側には、第１の絶縁膜（以下、絶縁膜１８）が設けられている。絶縁膜１８は、絶縁膜５４を介して半導体層１５を覆い、ｐ側パッド５１およびｎ側パッド５２を覆う。絶縁膜１８は、例えば、微細開口のパターニング性に優れたポリイミド等の樹脂である。あるいは、絶縁膜１８としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の無機膜を用いてもよい。
【０１２６】
絶縁膜１８における、半導体層１５の第２の面とは反対側の面上に、ｐ側配線層２１とｎ側配線層２２とが互いに離間して設けられる。ｐ側配線層２１は、絶縁膜１８に設けられた複数の開口１８ａ（第１の開口）を介してｐ側電極１６と電気的に接続される。ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８に形成された開口１８ｂ（第２の開口）を介してｎ側電極１７と電気的に接続される。
【０１２７】
ｐ側配線層２１のｐ側電極１６とは反対側に位置する面には、ｐ側金属ピラー２３が設けられる。ｐ側配線層２１、ｐ側金属ピラー２３、および、シード層として使われる金属膜１９（図示しない）は、本実施形態におけるｐ側配線部を構成する。
【０１２８】
ｎ側配線層２２のｎ側電極１７とは反対側に位置する面には、ｎ側金属ピラー２４が設けられる。ｎ側配線層２２、ｎ側金属ピラー２４、および、シード層として使われる金属膜１９（図示しない）は、本実施形態におけるｎ側配線部を構成する。
【０１２９】
絶縁膜１８の上には、第２の絶縁膜として、例えば、樹脂層２５が積層される。樹脂層２５は、ｐ側配線部の周囲及びｎ側配線部の周囲を覆っている。また、樹脂層２５は、ｐ側金属ピラー２３とｎ側金属ピラー２４との間に充填される。
【０１３０】
ｐ側金属ピラー２３の側面およびｎ側金属ピラー２４の側面は、樹脂層２５で覆われる。ｐ側金属ピラー２３のｐ側配線層２１とは反対側に位置する面は、樹脂層２５から露出し、ｐ側外部端子２３ａとして機能する。ｎ側金属ピラー２４のｎ側配線層２２とは反対側に位置する面は、樹脂層２５から露出し、ｎ側外部端子２４ａとして機能する。
【０１３１】
ｐ側外部端子２３ａ及びｎ側外部端子２４ａは、はんだ、その他の金属、導電性材料等の接合材を介して、例えば、実装基板に設けられたパッドに接合される。
【０１３２】
樹脂層２５における同じ面（図２１における下面）に露出するｐ側外部端子２３ａとｎ側外部端子２４ａとの間の距離は、絶縁膜１８上でのｐ側配線層２１とｎ側配線層２２との間の距離よりも広く設けられる。これにより、ｐ側外部端子２３ａと、ｎ側外部端子２４ａと、の間が、実装基板への実装時に短絡することを防ぐことができる。
【０１３３】
例えば、ｐ側配線層２１は、プロセス上の限界まで、ｎ側配線層２２に近づけることにより、ｐ側配線層２１の面積を広くすることが可能である。これにより、ｐ側配線層２１とｐ側電極１６との接触面積が拡大され、電流密度の低減、および、放熱性を向上を実現できる。
【０１３４】
複数の第１の開口１８ａを通じてｐ側配線層２１がｐ側電極１６と接する面積は、第２の開口１８ｂを通じてｎ側配線層２２がｎ側電極１７と接する面積よりも大きい。よって、発光層１３へ注入される電流の密度を低減し、且つ、発光層１３の熱の放熱性を向上させることができる。
【０１３５】
ｎ側配線層２２は、絶縁膜１８上において横方向に広がるように設けられる。。このため、絶縁膜１８に接するｎ側配線層２２の面積は、ｎ側電極１７と接する面積よりも大きい。
【０１３６】
実施形態によれば、ｎ側電極１７よりも広い領域にわたって形成された発光層１３によって高い光出力を得ることができる。一方、発光層１３を含む領域よりも狭い領域に設けられたｎ側電極１７は、より面積の大きなｎ側配線層２２として実装面側に引き出される。
【０１３７】
第１の半導体層１１は、ｎ側電極１７およびｎ側配線層２２を介して、ｎ側金属ピラー２４と電気的に接続される。発光層１３を含む第２の半導体層１２は、ｐ側電極１６およびｐ側配線層２１を介して、ｐ側金属ピラー２３と電気的に接続される。
【０１３８】
ｐ側金属ピラー２３はｐ側配線層２１よりも厚く、ｎ側金属ピラー２４はｎ側配線層２２よりも厚い。ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５のそれぞれの厚さは、半導体層１５よりも厚い。なお、ここでの「厚さ」は、図２１において上下方向の厚さを表す。
【０１３９】
また、ｐ側金属ピラー２３及びｎ側金属ピラー２４のそれぞれの厚さは、半導体層１５、ｐ側電極１６、ｎ側電極１７および絶縁膜１８を含む積層体の厚さよりも厚い。なお、各金属ピラー２３、２４のアスペクト比（平面サイズに対する厚みの比）は１以上であることに限らず、その比は１よりも小さくてもよい。すなわち、金属ピラー２３、２４は、その平面サイズよりも薄くてもよい。
【０１４０】
実施形態によれば、半導体層１５を形成するために使用した後述する基板２０が除去されても、ｐ側金属ピラー２３、ｎ側金属ピラー２４および樹脂層２５によって、半導体層１５を安定して支持し、半導体発光装置１００の機械的強度を高めることができる。
【０１４１】
本実施形態では、第１の面１５の側において、半導体層１５の外縁に沿った壁６１が設けられる。壁６１は、例えば、シリコン酸化膜であり、発光層１３から放射される光の配光を制御する。また、壁６１は、第１の面１５の上に蛍光体層３０を形成する際に、透明樹脂３１を保持し厚さを均一にする。
【０１４２】
半導体層１５の第１の面１５ａには、微小な凹凸を形成する。第１の面１５ａに対して、例えばアルカリ系溶液を使ったウェットエッチング（フロスト処理）を行い、凹凸を形成する。発光層１３の発光光の主たる取り出し面である第１の面１５ａに凹凸を設けることで、様々な角度で第１の面１５ａに入射する光を全反射させることなく第１の面１５ａの外側に取り出すことが可能となる。
【０１４３】
第１の面１５ａ上には、蛍光体層３０が設けられる。蛍光体層３０は、透明樹脂３１と、透明樹脂３１中に分散された蛍光体３２と、を含む。透明樹脂３１は、発光層１３の発光及び蛍光体３２の発光に対する透過性を有し、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェニル樹脂などを用いることができる。蛍光体３２は、発光層１３の発光（励起光）を吸収し、波長変換光を放射する。そして、半導体発光装置４００は、発光層１３の発光、および、蛍光体３２の波長変換光の混合光を出射する。
【０１４４】
蛍光体３２が黄色光を放射する黄色蛍光体とすると、ＧａＮ系材料である発光層１３の青色光と、蛍光体３２における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色などを得ることができる。なお、蛍光体層３０は、複数種の蛍光体（例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体と、緑色光を発光する緑色蛍光体）を含む構成であってもよい。
【０１４５】
次に、図２２（ａ）〜図２５（ｂ）を参照して、実施形態に係る半導体発光装置４００の製造方法について説明する。図２２（ａ）〜図２５（ｂ）は、製造過程におけるウェーハの部分断面を表す。なお、第１実施形態１および第２実施形態と同じ構成要素であって、その製造過程について詳細に言及しないものは、前述した方法および同じ材料を用いて形成される。
【０１４６】
図２２（ａ）に示しように、基板２０の表面に溝６１ａを形成する。溝６１ａは、例えば、メッシュ状に形成される。本実施形態では、基板２０として、例えば、エッチング等の加工が容易なシリコン基板を用いる。
【０１４７】
次に、溝６１ａの内部に、壁６１の材料となる部材を埋め込む。例えば、ＣＶＤ法を用いて、基板２０の上にシリコン酸化膜を形成する。その後、シリコン酸化膜をエッチバック、または、研磨して除去することにより、溝６１ａの内部に壁６１となるシリコン酸化膜を埋め込む。
【０１４８】
続いて、図２２（ｃ）に示すように、第１の半導体層１１、発光層１３および第２の半導体層１２を順にエピタキシャル成長し、半導体層１５を形成する。各層の成長には、例えば、ＭＯＣＶＤ法を用いることができる。そして、シリコン酸化膜で埋め込まれた溝６１の上に各エピタキシャル層が成長しないように条件を制御する。これにより、基板２０の上に半導体層１５が選択的に形成される。
【０１４９】
次に、半導体層１５の表面を覆う絶縁膜６３を形成する。絶縁膜６３は、例えば、ＣＶＤ法を用いたシリコン酸化膜である。
【０１５０】
続いて、絶縁膜６３を選択的に除去し、第２の半導体層１２の一部を露出させる。そして、図２２（ｅ）に示すように、第２の半導体層１２および発光層１３を選択的にエッチングし、半導体層１５に凸部を形成する。これにより、第１の半導体層１１が露出された発光層１３を含まない領域と、発光層１３を含む領域（凸部）を形成することができる。
【０１５１】
次に、絶縁膜６３を除去し、図２３（ａ）に示すように、半導体層１５の表面を覆う絶縁膜５４を形成する。絶縁膜５４は、例えば、ＣＶＤ法を用いて形成したシリコン酸化膜である。
【０１５２】
次に、図２３（ｂ）に示すように、発光層１３を含まない領域において、第１の半導体層１１の表面に設けられた絶縁膜５４に開口を形成し、第１の半導体層１１にコンタクトするｎ側電極１７を形成する。
【０１５３】
続いて、図２３（ｃ）に示すように、発光層１３を含む領域の表面に設けられた絶縁膜５４に開口を形成し、第２の半導体層１２にコンタクトするｐ側電極１６を形成する。
【０１５４】
次に、図２４（ａ）に示すように、ｐ側電極１６を覆うｐ側パッド５１と、ｎ側電極１７を覆うｎ側パッド５２を形成する。ｐ側パッド５１と、ｎ側パッド５２と、の間は、凸部の側面を覆う絶縁膜５４により、電気的に分離される。
【０１５５】
次に、図２４（ｂ）に示すように、ｐ側パッド５１、ｎ側パッド５２および絶縁膜５４を覆う絶縁膜１８を形成する。絶縁膜１８として、例えば、ポリイミド膜を用いることにより、半導体層１５の第２の面側を平坦に覆うことができる。さらに、感光性ポリイミドを用いたフォトリソグラフィにより、ｐ側パッド５１に連通する開口１８ａ、および、ｎ側パッド５２に連通する開口１８ｂを容易に形成することができる。
【０１５６】
続いて、開口１８ａを介してｐ側パッド５１に電気的に接続されるｐ側配線層２１と、開口１８ｂを介してｎ側パッド５２に電気的に接続されるｎ側配線層２２と、を絶縁層１８の上に形成する。
【０１５７】
なお、本実施形態では、ｐ側パッド５１に連通する複数の開口１８ａを設ける例を示しているが、開口１８ａよりも広い面積の１つの開口により、ｐ側パッド５１と、ｐ側配線層２１と、を電気的に接続しても良い。
【０１５８】
次に、図２４（ｃ）に示すように、ｐ側配線層２１の上にｐ側金属ピラー２３を形成し、ｎ側配線層２２の上にｎ側金属ピラー２４を形成する。そして、絶縁層１８の上に、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４を覆う樹脂層２５を形成する。
【０１５９】
なお、上記の工程において、ｐ側配線層２１、ｎ側配線層２２、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４は、例えば、図示しない金属膜１９（図７および図９参照）を通電層としたＣｕメッキにより形成することができる。
【０１６０】
次に、図２５（ａ）に示すように、半導体層１５の第１の面１５ａの側において、基板２０を除去する。例えば、基板２０がシリコン基板である場合、ウェットエッチングにより基板２０を除去することができる。溝６１ａに埋め込まれた壁６１には、シリコンのエッチング液に対して耐性を有する材料を用いる。これにより、図２５（ａ）に示すように、半導体層１５の外縁に沿った壁６１が形成される。
【０１６１】
次に、図２５（ｂ）に示すように、半導体層１５の第１の面１５ａを、例えば、ウェットエッチングすることにより、微細な凹凸を形成する。続いて、第１の面１５ａの上に蛍光体層３０を形成する。壁６１は、第１の面１５ａに塗布される液状の透明樹脂３１の流動を抑え、蛍光体層３０の厚さの均一性を向上させる。
【０１６２】
続いて、半導体層１５の第２の面側において、例えば、研削もしくは研磨により樹脂層２５を薄層化し、ｐ側金属ピラー２３およびｎ側金属ピラー２４の表面を露出させ、ｐ側外部端子２３ａおよびｎ側外部端子２４ａを形成する。そして、壁６１が形成された部分を、例えば、ダイシングブレードを用いて切断し、半導体発光装置４００を完成する。
【０１６３】
上記の通り、本実施形態では、半導体層１５の第１の面１５ａの側に壁６１を設けることにより、透明樹脂３１の流動を抑制し、蛍光体層３０の厚さの均一性を向上させることができる。また、溝６１ａを形成し、その中に壁６１となる部材を埋め込むことにより、半導体層１５を選択成長させることができる。これにより、そのエッチング工程（図３参照）を省くことが可能となり、製造効率を向上させることができる。
【０１６４】
また、基板２０に設ける溝６１ａの深さを変えることにより、壁６１の高さを変化させることができる。これにより、蛍光体層３０を介して放出される発光層１３の放射光、および蛍光体３２の発する蛍光の配光を制御することができる。
【０１６５】
次に、図２６および図２７を参照して、本実施形態の変形例を説明する。図２６（ａ）〜図２７（ｃ）は、それぞれ樹脂層２５を薄層化した後のウェーハの部分断面を示している。
【０１６６】
図２６（ａ）に示す例では、半導体層１５の外縁に沿った壁７１は、蛍光体層３０の厚さと同じ高さに設けられる。これにより、蛍光体層３０の厚さをさらに均一にすることができ、半導体発光装置４００における色度のバラツキを抑制することができる。
【０１６７】
図２６（ｂ）に示す例では、半導体層１５の外縁に沿った壁７３は、光の放射方向に横幅が狭くなるテーパ形状に設けられる。これにより、壁７３の側面において光が反射され、同図の横方向における放射光が抑制される。これにより、放射光の色割れを抑制することができる。
【０１６８】
図２６（ｃ）に示す例では、半導体層１５の第１の面１５ａの側に蛍光体層３０を形成した後、例えば、図２６（ａ）における壁７１を除去する。これにより、半導体層１５の外縁に沿った溝７５が蛍光体層３０に設けられる。これにより、ダイシングの際の蛍光体層３０の側面の乱れを抑制できる。そして、蛍光体層３０の側面からの光の放射を均一にし、色割れを抑制することができる。
【０１６９】
図２７（ａ）に示す例では、半導体層１５の外縁に沿った壁７７の材料として、例えば、酸化チタンの微粒子を含む樹脂、所謂白樹脂を用いる。これにより、発光層１３から放射される光、および、蛍光体３２が発する蛍光を反射させることができる。これにより、蛍光体３０の上面から放射される光が増加し、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１７０】
さらに、図２７（ｂ）に示す例では、壁７７の表面に反射材（金属膜）７９が設けられている。これにより、発光層１３の放射光、および、蛍光体３２の発する蛍光をさらに効率よく反射し、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１７１】
図２７（ｃ）に示す例では、壁８１は、外側から絶縁層８３と、反射材８５と、絶縁層５４と、を含む。絶縁層８３は、例えば、シリコン酸化膜であり、反射材８５は、例えば、ＡｇまたはＡｌを含む金属膜である。壁８１では、反射材８５が発光層１３から放射される光、および、蛍光体３２が発する蛍光を反射する。これにより、蛍光体３０の上面から放射される光の割合を高することができ、光取り出し効率を向上させると共に色割れを抑制することができる。
【０１７２】
図２７（ｃ）に示す構造は、次の手順で製作することができる。例えば、図２２（ｂ）示す工程において、溝６１ａの内面に絶縁膜８３を形成する。続いて、図２２（ｃ）に示すように半導体層１５を選択成長し、その後、溝６１ａの内側において、絶縁膜８３の上に反射材８５を形成する。続いて、絶縁膜５４を形成する際に、同時に溝６１ａの内部を埋め込む。また、反射材８５は、ｐ側電極１６またはｎ側電極１７を形成する際に、同時に形成しても良い。
【０１７３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７４】
１０、２０・・・基板、  １１・・・第１の半導体層、  １２・・・第２の半導体層、  １３・・・発光層、  １５・・・半導体層、  １５ａ・・・第１の面、  １５ｂ・・・第２の面、  １５ｃ・・・側面、  １６・・・ｐ側電極、  １７・・・ｎ側電極、  １８・・・絶縁膜、  １８ａ、５４ａ、９２ａ・・・第１の開口、  １８ｂ、５４ｂ、９２ｂ・・・第２の開口、  １９・・・金属膜、  ２１・・・ｐ側配線層、  ２１ａ・・・ビア、  ２１ｂ、２２ｂ・・・側面、  ２１ｃ・・・ポスト、  ２２・・・ｎ側配線層、  ２３・・・ｐ側金属ピラー、  ２３ａ、２３ｂ・・・ｐ側外部端子、  ２４・・・ｎ側金属ピラー、  ２４ａ、２４ｂ・・・ｎ側外部端子、  ２５・・・樹脂層、  ２５ｂ・・・第３の面、  ３０・・・蛍光体層、  ３０ａ・・・側面、  ３０ｂ・・・発光面、  ３１・・・透明樹脂、  ３２・・・蛍光体、  ３５・・・遮光膜、  ３６・・・レンズ、  ３７・・・溝、  ５１・・・ｐ側パッド、  ５２・・・ｎ側パッド、  ５３、５４、６３、８３・・・絶縁膜、  ６１、７１、７３、７７、８１・・・壁、  ７９、８５・・・反射材、  ７５、８０・・・溝、  ９１、９２・・・レジスト、  １００、２００、３００、４００・・・半導体発光装置、  ３０１・・・実装面、  ３０２・・・パッド、  ３１０・・・実装基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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